חקירה: הקשר בין פונקציה לנגזרתה

הסבר מלא, דוגמאות פתורות ותרגול.

📖 חקירה: הקשר בין פונקציה לנגזרתה

🔍 חקירה: הקשר בין פונקציה לנגזרתה

🎯 מטרת הפעילות

בפעילות זו תגלו בעצמכם את הקשר המופלא בין גרף של פונקציה לגרף של הנגזרת שלה.

שאלת המפתח: אם אני יודע איך נראה גרף של פונקציה, האם אני יכול לצייר את גרף הנגזרת?

📚 תזכורת: מה זו נגזרת?

הנגזרת של פונקציה בנקודה מסוימת היא השיפוע של המשיק לגרף באותה נקודה.

\(f'(x_0) = \text{שיפוע המשיק לגרף } f \text{ בנקודה } x_0\)


🎮 חלק א׳: חקירה חופשית

⚠️ הוראות: הזיזו את המחוון a לאט מימין לשמאל וצפו במה שקורה.

📝 ענו על השאלות הבאות:

1. כאשר הנקודה נמצאת בחלק עולה של הפונקציה (הגרף הכחול), מה הסימן של השיפוע?



2. כאשר הנקודה נמצאת בחלק יורד של הפונקציה, מה הסימן של השיפוע?



3. כאשר הנקודה נמצאת בנקודת קיצון (מקסימום או מינימום), מה השיפוע?




🔮 חלק ב׳: הגילוי הגדול

עכשיו נחשוף את גרף הנגזרת (הגרף האדום)!

לחצו על תיבת הסימון "הצג נגזרת" באפליקציה למעלה.

📝 השלימו את הטבלה:

הזיזו את הנקודה והשלימו:

מצב הפונקציה f סימן השיפוע גרף הנגזרת f' נמצא...
f עולה ↗ ______ מעל / מתחת לציר x
f יורדת ↘ ______ מעל / מתחת לציר x
נקודת קיצון ______ ______

💡 חלק ג׳: סיכום והכללה

🏆 הכללים שגילינו:

אם בגרף f... אז בגרף f'...
הפונקציה עולה \(f'(x) > 0\) (מעל ציר x)
הפונקציה יורדת \(f'(x) < 0\) (מתחת לציר x)
נקודת מקסימום/מינימום \(f'(x) = 0\) (חותך את ציר x)
נקודת פיתול נקודת קיצון של f'

✍️ חלק ד׳: תרגול

שאלה 1:

נתון גרף של פונקציה f. הפונקציה עולה בתחום \((-\infty, 2)\) ויורדת בתחום \((2, \infty)\).

א) מה סימן הנגזרת בתחום \((-\infty, 2)\)? ______

ב) מה סימן הנגזרת בתחום \((2, \infty)\)? ______

ג) מה ערך הנגזרת ב-\(x=2\)? ______

ד) מה סוג הנקודה \(x=2\) בפונקציה f? ______

שאלה 2:

נתון ש-\(f'(x) > 0\) לכל \(x < 1\) וגם \(f'(x) < 0\) לכל \(x > 1\).

א) באילו תחומים הפונקציה f עולה? ______

ב) באילו תחומים הפונקציה f יורדת? ______

ג) מה קורה בנקודה \(x=1\)? ______

🎯 אתגר למתקדמים:

אם \(f(x) = x^3 - 3x\), שרטטו (בערך) את גרף הנגזרת \(f'(x)\) בלי לחשב!

רמז: מצאו איפה f עולה, איפה יורדת, ואיפה נקודות הקיצון.

דוגמאות פתורות

דוגמה 1

אם \(f'(x) > 0\) בקטע \([2, 5]\), מה ניתן להסיק על \(f(x)\)?

הצג פתרון
א

הפונקציה עולה בקטע

✓ נכונה
ב

הפונקציה יורדת בקטע

ג

הפונקציה קבועה בקטע

ד

לא ניתן לקבוע

כלל יסודי: נגזרת חיובית → פונקציה עולה
\(f'(x) > 0\) לכל x בקטע → הפונקציה עולה בכל הקטע

f(x) - עולהf'(x) > 0x25

דוגמה 2

אם \(f'(x) < 0\) בקטע \([1, 4]\), מה קורה לפונקציה?

הצג פתרון
א

הפונקציה יורדת בקטע

✓ נכונה
ב

הפונקציה עולה בקטע

ג

הפונקציה קבועה בקטע

ד

יש לפונקציה מקסימום בקטע

כלל יסודי: נגזרת שלילית → פונקציה יורדת
\(f'(x) < 0\) לכל x בקטע → הפונקציה יורדת בכל הקטע

f(x) - יורדתf'(x) < 0x14

דוגמה 3

פונקציה \(f(x)\) עם \(f'(x) > 0\) ל-\(x < 3\) ו-\(f'(x) < 0\) ל-\(x > 3\). מה יש ב-\(x=3\)?

הצג פתרון
א

נקודת מקסימום

✓ נכונה
ב

נקודת מינימום

ג

נקודת פיתול

ד

אין נקודה מיוחדת

נגזרת מחליפה סימן מחיובי לשלילי → המעבר הוא מעליה לירידה → נקודת מקסימום

MAXעולהיורדתx=3f'>0f'<0

תרגול עכשיו

צרו שאלה חדשה אקראית ובדקו את עצמכם.

לחצו על הכפתור כדי לקבל שאלה חדשה.